焦化行業(yè)環(huán)境影響評價有關(guān)問題的探討

1、焦化行業(yè)環(huán)境影響評價有關(guān)問題的探討目前，焦化項(xiàng)目主要分為清潔型熱回收型焦化項(xiàng)目和化產(chǎn)回收型焦化項(xiàng)目兩大部分?；a(chǎn)回收焦化項(xiàng)目是煤在蒸餾過程中，對產(chǎn)生的荒煤氣進(jìn)行回收。熱回收型焦?fàn)t是利用蒸餾過程中產(chǎn)生的高溫?zé)釓U氣用于發(fā)電或者供熱使用?；a(chǎn)回收型焦?fàn)t相對于熱回收型焦?fàn)t工藝流程相對比較長，污染影響相對大。在編制環(huán)評報告書過程中，清潔型熱回收焦?fàn)t存在以下幾個問題需要進(jìn)行解決：（1）清潔生產(chǎn)噸焦排污量、物耗指標(biāo)化產(chǎn)回收型焦?fàn)t清潔生產(chǎn)分析參考國家環(huán)?？偩钟?003年4月發(fā)布的清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)煉焦行業(yè)（HJ/T126-2003）和國家發(fā)改委公布焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件公布焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件。對于清潔型熱回收焦?fàn)t，清潔生產(chǎn)

2、分析由于相關(guān)指標(biāo)不同，目前可參考山西省科學(xué)技術(shù)廳文件晉科工發(fā)200551號關(guān)于發(fā)布山西省清潔型熱回收焦?fàn)t技術(shù)規(guī)范的通知，該文件針對爐型做出相對比較完善的定量指標(biāo)，但是針對排污指標(biāo)需要進(jìn)一步定量化。由于目前山西省內(nèi)有較多的清潔型焦?fàn)t已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行，由于清潔型熱回收焦?fàn)t工藝流程比較簡單，硫平衡簡單示意圖如圖1。 圖1 清潔型熱回收焦?fàn)t硫平衡示意圖清潔型熱回收焦?fàn)t產(chǎn)生的部分污染因子的排放量相對比較恒定，噸焦排放量在清潔生產(chǎn)過程中，實(shí)現(xiàn)量化指標(biāo)比較合理。指標(biāo)量化確定可以依據(jù)多次污染源實(shí)際監(jiān)測以及目前環(huán)保措施比較經(jīng)濟(jì)可行的情況下確定和提出山西省省內(nèi)比較實(shí)用的相對統(tǒng)一的措施。余熱鍋爐煙氣：焦?fàn)t煙氣進(jìn)入余熱鍋

3、爐后，煙氣中煙塵、SO2、NO2和BaP初始濃度不同規(guī)模和型號的焦?fàn)t濃度一般情況下相差不大，由于目前沒有脫出NO2和BaP的可行的環(huán)保措施，目前這兩種污染物對于焦化項(xiàng)目還未提出措施。針對煙塵、SO2目前常用的有石灰石-石膏法、氣動乳化法等，常用的脫硫除塵裝置，SO2排放濃度均可以達(dá)標(biāo)，在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可能存在達(dá)不到設(shè)計指標(biāo)要求，排放濃度主要取決于脫硫除塵裝置的實(shí)際效率。熄焦煙氣：目前焦化項(xiàng)目熄焦方式主要分為濕熄焦和干熄焦兩種。濕熄焦過程主要產(chǎn)生塵、SO2和BaP以及BSO、H2S、CO、HCN和酚等污染物，產(chǎn)生的煙氣量與處理能力有關(guān)，但是產(chǎn)生濃度與規(guī)模和爐型沒直接關(guān)系，故產(chǎn)生量與規(guī)模有關(guān)，噸焦

4、排放指標(biāo)多數(shù)相一致。濕熄焦過程目前焦化工程多采用折流板除塵器，除塵效率為60%。干熄焦干法熄焦簡稱干熄焦（CDQ），是相對于濕熄焦而言的采用惰性氣體熄滅赤熱焦炭的一種熄焦方法。干熄焦能回收利用紅焦的顯熱，改善焦炭質(zhì)量，減輕熄焦操作對環(huán)境的污染。作為相對于濕熄焦工藝比較清潔的方式，目前從環(huán)保上推行比較多，在實(shí)際投產(chǎn)建設(shè)中對于小型和中型焦化廠由于前期投資比較大，目前運(yùn)行實(shí)例較少，與常規(guī)濕法熄焦相比，干熄焦主要有以下三方面特點(diǎn)。1、回收紅焦顯熱出爐紅焦顯熱約占焦?fàn)t能耗的35%-40%，干熄焦可回收80%的紅焦顯熱，平均每熄1t焦炭可回收3.9-4.0MPa、450蒸汽0.45-0.55t。據(jù)日本新日

5、鐵對其企業(yè)內(nèi)部包括干熄焦、高爐爐頂余壓發(fā)電等所有節(jié)能項(xiàng)目效果分析，結(jié)果表明干熄焦裝置節(jié)能占總節(jié)能的50%?？梢哉f，干熄焦在鋼鐵企業(yè)節(jié)能項(xiàng)目中占有舉足輕重的地位。2、改善焦炭質(zhì)量干熄焦與濕熄焦相比，避免了濕熄焦急劇冷卻對焦炭結(jié)構(gòu)的不利影響，其機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、真比重都有所提高。M40提高3%-6%，M10降低0.3%-0.8%，反應(yīng)性指數(shù)CRI明顯降低。冶金焦炭質(zhì)量的改善，對降低煉鐵成本、提高生鐵產(chǎn)量、高爐操作順行極為有利，尤其對采用噴煤技術(shù)的大型高爐效果更加明顯。前蘇聯(lián)大高爐冶煉表明，采用干熄焦炭可使焦比降低2.3%，高爐生產(chǎn)能力提高1%-1.5%。同時在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下，采用干熄焦

6、可擴(kuò)大弱粘結(jié)性煤在煉焦用煤中的用量，降低煉焦成本。兩種熄焦方法焦炭質(zhì)量指標(biāo)對比見表1。表1 干熄焦工藝和濕熄焦工藝焦炭質(zhì)量對比焦炭質(zhì)量指標(biāo)濕熄焦干熄焦水分(%)2-50.1-0.3灰分(干基)(%)10.510.4揮發(fā)分(%)0.50.41M40(%)干熄焦比濕熄焦提高3%-6%M10(%)干熄焦比濕熄焦改善0.3%-0.8%篩分組成:80mm(%)11.88.580-60mm(%)3634.960-40mm(%)41.144.840-25mm(%)8.79.525mm(%)2.42.3平均粒度(mm)6555CSR(%)干熄焦比濕熄焦提高4%左右真密度(g/cm3)1.8971.9083、減

7、少環(huán)境污染常規(guī)的濕熄焦，以規(guī)模為年產(chǎn)焦炭100萬噸焦化廠為例，酚、氰化物、硫化氫、氨等有毒氣體的排放量超過600t，嚴(yán)重污染大氣和周邊環(huán)境。干熄焦則由于采用惰性氣體在密閉的干熄槽內(nèi)冷卻紅焦，并配備良好有效的除塵設(shè)施，基本上不污染環(huán)境。另一方面，干熄焦產(chǎn)生的生產(chǎn)用汽，可避免生產(chǎn)相同數(shù)量蒸汽的鍋爐煙氣對大氣的污染，減少SO2、CO2排放，具有良好的社會效益。兩種熄焦污染情況見表2。表2 干熄焦工藝與濕熄焦工藝污染對比 單位：kg/h生產(chǎn)方式酚氰化物硫化物氨焦塵一氧化碳濕熄焦334.27.014.013.421.0干熄焦無無無無7.022.34、建設(shè)大型干熄焦裝置，具有占地面積小、降低投資和運(yùn)行費(fèi)用

8、、生產(chǎn)操作、自動控制、維修與管理簡便、勞動生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。目前，已建成了單槽處理能力分別為110t/h、150t/h、180t/h、200t/h以上的大型干熄焦。干熄焦單槽處理能力按焦?fàn)t組生產(chǎn)規(guī)模確定，以一套配置，不配備備用干熄焦裝置，當(dāng)干熄焦裝置檢修時，啟用濕法熄焦。由以上得出：干法熄焦污染排放因子比較單一并且排放量也較小，但從長遠(yuǎn)的節(jié)能減排以及熄焦余熱的回收利用是比較經(jīng)濟(jì)合理的。備煤篩焦：本工段主要包括精煤的儲存、裝載，煤餅的搗固以及篩焦與儲焦，從污染源分析主要產(chǎn)生粉塵。目前針對這種污染源主要采取的環(huán)保措施，精煤儲煤以儲煤場據(jù)多，儲煤倉也比較常見，本階段的粉塵產(chǎn)生量與當(dāng)?shù)氐臍夂蚝蛢γ簣龃笮?/p>

9、有很大關(guān)系。儲煤場采取的環(huán)保措施設(shè)置防風(fēng)抑塵網(wǎng)+灑水裝置，效率在85%左右，針對直接購買精煤的儲煤場，儲煤場的大小按照堆放全廠一個煉焦周期所需精煤量的35倍設(shè)計，其產(chǎn)生量和排放量也容易估算，噸焦排污因子分儲煤場和儲煤倉兩個衡量。煤餅在搗固過程產(chǎn)生粉塵設(shè)置捕集裝置后排污量比較小。精煤和焦炭在裝載過程中設(shè)置封閉膠帶措施排污量降到很低。焦炭儲存由于起塵量較小一般為露天，在裝車過程出現(xiàn)跌落現(xiàn)象，建議設(shè)置簡單的圍合或設(shè)置防風(fēng)網(wǎng)。裝煤出焦：裝煤出焦階段是目前焦化項(xiàng)目污染控制比較困難的工段，針對化產(chǎn)回收項(xiàng)目提出地面除塵站的環(huán)保措施，在實(shí)際運(yùn)行中也比較多，但是針對清潔型熱回收焦?fàn)t，目前沒有較為有效的措施。較為

10、簡易的裝煤儲煤捕集裝置也有運(yùn)行實(shí)例。目前需提出較為合理的環(huán)保措施。本工段產(chǎn)生的污染因子主要有：塵、SO2、NO2、BP、BSO、H2S、CO、HCN和酚物耗指標(biāo)：針對清潔型熱回收焦?fàn)t電耗和水耗主要出現(xiàn)在熱電裝置部分，冷卻裝置目前主要有空冷和水冷。物耗的具體指標(biāo)與環(huán)保措施和現(xiàn)代化設(shè)備的使用情況有關(guān)，該數(shù)據(jù)的定量化比較困難，該指標(biāo)能充分反應(yīng)整個焦化廠生產(chǎn)系統(tǒng)的先進(jìn)性和管理問題，不同的焦化廠該指標(biāo)變化幅度較大，需調(diào)研很多廠家以及綜合考慮設(shè)備和運(yùn)行制度等問題。（2）焦化廢水零排放熱回收焦?fàn)t采用濕法熄焦實(shí)現(xiàn)零排放是可以實(shí)現(xiàn)的，但是作為化產(chǎn)回收焦?fàn)t實(shí)現(xiàn)污水零排放是不太現(xiàn)實(shí)的，如果配套洗煤廠，可以實(shí)現(xiàn)。洗煤

11、 由于煉焦煤所需精煤比較嚴(yán)格，一般經(jīng)過洗選，洗精煤占原煤比例的50%80%。煉焦 最終出產(chǎn)焦炭噸位占進(jìn)廠精煤的75%左右。（3）物料平衡物料平衡和產(chǎn)物環(huán)節(jié)有關(guān)，清潔型熱回收焦?fàn)t存在蒸汽平衡和硫平衡，化產(chǎn)回收項(xiàng)目存在氨平衡和硫平衡。氨平衡主要出現(xiàn)于化產(chǎn)回收的冷鼓階段。硫平衡化產(chǎn)回收相對于熱回收增加了冷鼓階段+脫硫階段。蒸汽平衡：1109Nm3廢氣2.9105t蒸汽4.14105MW表3 余熱回收焦?fàn)t配套的發(fā)電機(jī)組序號企業(yè)爐型噸位(t/a)發(fā)電機(jī)組1太原港源焦化有限公司QRD-2000 清潔型熱回收搗固式機(jī)焦?fàn)t40萬3 6000kw2山西高平市興高焦化廠QRD-2000 清潔型熱回收搗固式機(jī)焦?fàn)t8

12、0 萬2 15MW3青島鋼鐵有限公司QRD-2000 清潔型熱回收搗固式機(jī)焦?fàn)t60 萬2 12MW4山西呂梁福利焦化廠QRD-2002 清潔型熱回收搗固式機(jī)焦?fàn)t40 萬3 6000kw5湖南婁底市興星焦化廠QRD-2004 清潔型熱回收搗固式機(jī)焦?fàn)t60 萬2 12MW6山西汾陽龍泉鑄造焦廠QRD-2000 清潔型熱回收搗固式機(jī)焦?fàn)t40 萬2 6000kw7江蘇省竹西鋼鐵集團(tuán)QRD-2000 清潔型熱回收搗固式機(jī)焦?fàn)t75 萬2 15 MW8山西省壽陽博大焦化廠QRD-2004 清潔型熱回收搗固式機(jī)焦?fàn)t40 萬3 6000kw（4）脫硫方法目前焦化廠余熱鍋爐煙氣脫硫裝置主要采用的有： “氣動乳化脫

13、硫除塵一體化”裝置、濕式堿法煙氣凈化裝置、石灰石石膏濕法脫硫工藝?！皻鈩尤榛摿虺龎m一體化”裝置凈化原理：“氣動乳化脫硫除塵一體化”裝置是以堿性介質(zhì)（多為石灰乳）作為脫硫介質(zhì)的濕式操作方法。不同的是，該設(shè)備將脫硫操作重點(diǎn)由以往的依靠增加石灰細(xì)度擴(kuò)大氣、液接觸面積從而提高反應(yīng)效率，改為氣化乳化和紊流摻混傳質(zhì)，形成廢氣乳化液與微細(xì)液固相之間的充分接觸。工藝流程：焦?fàn)t尾部高溫?zé)煔猓?50）經(jīng)廢氣余熱鍋爐換熱降溫到200后，進(jìn)入氣動乳化脫硫除塵反應(yīng)塔脫硫除塵。引風(fēng)機(jī)將220煙氣抽吸至氣動乳化脫硫除塵塔，從脫硫除塵塔的下方進(jìn)入后經(jīng)旋轉(zhuǎn)上升，吸收液從脫硫除塵塔上方引入逆流向下流動，煙氣和石灰吸收劑在脫硫除

14、塵塔內(nèi)互相接觸，氣相混合，形成一層動態(tài)的吸收液乳化層。6%13%（PH10）石灰水吸收劑和SO2煙氣進(jìn)行氣汽交換和化學(xué)中和反應(yīng)，生成亞硫酸鈣(CaSO3)，再經(jīng)過增氧氧化后，亞硫酸鈣(CaSO3)又部分生產(chǎn)硫酸鈣(CaSO4)，硫酸鈣(CaSO4)廢渣及煙塵經(jīng)混合灰水溝排入沉灰池）沉淀，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓縮，濾渣排出，濾液自流入二沉淀池，上部清液用循環(huán)泵打入氣動乳化脫硫塔循環(huán)使用，凈化后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。濕式堿法煙氣凈化裝置凈化原理： 以堿液為脫硫介質(zhì)，麻石水膜除塵器為基礎(chǔ)的濕法凈化工藝。工藝流程：煙氣以20m/s左右的速度沿切線方向進(jìn)入除塵器，在除塵器筒體內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)。塵粒在離心力作用下甩

15、向筒壁，被沿壁溢流的水膜濕潤而凝聚，粒徑較大的煙塵及濕潤凝聚的煙塵從煙氣中被分離出來。煙氣中的SO2與堿霧混合，產(chǎn)生氣汽熱交換反應(yīng)，生成硫基化合物，落入除塵器底部，與灰水混合溢流進(jìn)入沉淀池，灰水經(jīng)沉淀分離后循環(huán)使用。石灰石石膏濕法脫硫工藝凈化原理：以石灰石作為脫硫吸收劑，與煙氣中的SO2以及鼓入的氧化空氣反應(yīng)成石膏。工藝流程：石灰石石膏濕法脫硫工藝采用價廉易得的石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎、磨細(xì)成粉狀，與水混合攪拌制成吸收漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴

16、，經(jīng)加熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收。由于吸收漿的循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率高。該工藝適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫，脫硫效率可達(dá)到90%以上。焦?fàn)t廢氣脫硫除塵方案比選工程適用性分析：方案一，常出現(xiàn)裝置出口顆粒物濃度大于進(jìn)口濃度的“倒掛”現(xiàn)象，脫硫效率基本保持在65%左右。分析原因：焦?fàn)t燃燒煙氣氣量大，氣動乳化裝置操作要求在進(jìn)口對煙氣進(jìn)行加速，氣速高。二項(xiàng)原因?qū)е旅摿蚪橘|(zhì)中的CaO顆粒被氣體夾帶而出。方案二，受工藝限制，除塵效果尚可（85%左右），脫硫效率偏低（40%左右）；存在設(shè)備腐蝕現(xiàn)象；出口煙氣含濕量偏高，由此導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片易受腐蝕，維修量大，故障發(fā)生率較高；堿耗高，相應(yīng)運(yùn)行成本增加；需設(shè)置循環(huán)水沉淀池，占用地面積較大。方案三石灰石石膏濕法脫硫工藝是目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最多的脫硫工藝，特別在美國、德國和日本，大量應(yīng)用該工藝。該工藝可滿足脫硫率的要求，其脫硫副產(chǎn)品脫硫石膏可以作